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誘導加熱解析事例

連成 有限要素法 周波数応答 過渡応答

方向性結合器内の電磁界解析

衛星通信の送受信システムやマイクロ波
地上通信システムで利用される電磁波回
路は、各種導波管で構成されています。
これら導波管の中から今回は多孔形方向
性導波管について、電磁界解析ソフトウェア
F-WAVEで解析しました。

多孔形方向性結合器は、図1のようにE面
を共有する2つの導波管内に多数の結合
孔を空けた結合器で、広帯域にわたって
良好な方向性を示します。

多孔形方向性結合器の外観図は図1の
通りです。
主導波管と副導波管の境界面 の孔の径
は中央に近い程大きく、孔の中心位置は
管内波長の1/4間隔で配置されています。

今回は、ポート1から10GHzのマイクロ波を
TE10モードで入射して解析を行いました。
方向性結合器内の電磁界解析 モデル外観図

図1:多孔形方向性結合器形状全体図
(上蓋を外した状態)

図1のポート1から入った前進波は、主導波管と副導波管をつなぐ開口部を通過
するのでポート2とポート4に一定比で伝達されます。
ポート4に出力される波は主導波管の前進波に比例した出力が得られ、ポート3に
出力される波は主導波管の後進波に比例した出力が得られます。

図2のポインティングベクトル線図からわかる
ように、Port1から入射したマイクロ波は、
主導波管をほぼ無損失で伝わり副導波管を
伝わる波は主導波管を伝わる波に比べて
非常に小さくなっている様子がわかります。
方向性結合器内の電磁界解析

図2:ポインティングベクトル線図
ここでコンターバーのスケール変換を行い、
図3のように、副導波管内の非常に小さな
波が見えるようにしました。
方向性結合器内の電磁界解析

図3:ポインティングベクトル線図

方向性結合器はこのように主導波管の損失を抑えつつ波を分岐し、副導波管にて
反射電力比等を計測するために利用されますが、シミュレーションにより各ポート
情報とSパラメータを計算し、主導波管と副導波管を通過する電力量を比較したり、
入射波と反射波の位相と電力、入射波と進行波の位相と電力の評価等を行うこと
ができます。

方向性結合器内の電磁界解析 方向性結合器内の電磁界解析
電界分布アニメーション コンター値スケール変換後
副導波管(右側)

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